齿形联轴器磨损失效原因分析

齿形联轴器磨损失效原因通常有三个：安装对中不良、制造工艺或材质应用不当、润滑效果差。下面分别进行分析。 
　　对中不良，会造成齿与齿之间磨损较大。厂家图纸要求冷态时主油泵中心线比高压转子中心线高0.25～0.3mm，因运行中1#轴承座温度（约80℃）比主油泵轴承座温度（约55℃）高25℃，中心线高度1000mm，按照“1米的钢温度升高1℃放大0.01mm”的经验值，两者线性热膨胀高度差值约0.25mm。 
　　2011年11月11日复查对中数据，测得圆周偏差值0.005mm，端面向上偏差值0.06mm，测1#轴承座温度（55℃）比主油泵轴承座温度（31℃）高24℃，与运行状态两者温差值相当，数据满足安装要求，排除对中不良的可能。 
　　化学成份、制造工艺或材质应用不当。查图纸得到齿轮材质为38CrMoAlA，表面渗氮处理。根据合金结构钢国标GB/T3077-1999和对本次故障的齿形联轴器的化学成分分析报告（表1），其化学成分符合标准要求。 
　　材质为38CrMoAlA的齿轮，根据JB/T8854.2-2001，要求“齿式联轴器齿面硬度（外齿轴套/内齿圈）在淬火情况下应达到45～50HRC/40～45HRC，氮化时应>500HV，且层深不小于0.5mm[2]。”对照其硬度试验报告（表2），也符合标准要求。 
　　联轴器故障失效部位位于主油泵端，外齿和内齿皆磨损均匀，见图1、图2，可知制造工艺符合要求。 
　　齿形联轴器内部润滑不良，无法带走磨合产生的热量和油泥杂质，长时间运行导致联轴器的磨损。齿式联轴器内部必须要有良好的润滑，润滑油有润滑、冷却、冲洗的作用。由于齿式联轴器所联接的两个转动部件在转动时有轴向移动，必须保证联轴器接触齿面有良好的润滑，当接触齿面有磨损，油泥杂质的最大粒度大于25 m时，会失去润滑作用，同时轴向移动磨合产生的热量越多，接触齿面温度越高越容易磨损。联轴器排油孔过小或堵塞，油泥杂质就不能及时排走，在齿轮接触面轴向移动过程中，加剧了齿轮磨损，导致联轴器故障。 
　　图1 外齿套断齿图片图 图2 内齿圈断齿图片 
　　查联轴器图纸，要求主油泵端安装一 8左右喷油管（见图3）对着联轴器进油孔，润滑油在离心力作用下顺着倾斜的进油孔进入联轴器内润滑，再由外齿轴套排油孔排出，对联轴器内部润滑、冲洗和冷却。 
　　由于疏忽，机组安装时实际没有安装喷油管，只有前轴承箱内飞溅的少量润滑油进入联轴器内，长时间运行导致联轴器外齿轴套和内齿圈润滑不足而磨损。 
　　当汽轮机轴封运行调整不当时会有蒸汽进入轴承箱内，带水的润滑油润滑效果大打折扣，还会加快铁质部件的锈蚀过程。水份加上磨损留下的杂质长期残留在联轴器内，将加快联轴器的磨损，直至联轴器失效。据了解，该汽轮机组的高压缸轴封漏汽一直较大，运行期间班组每天都要油箱底部放水，说明润滑油带水。 
　　1#汽轮机组在2011年4月初至10中旬之间停运作备用，停运期间只按规定开交流油泵、顶轴油泵盘车，没有润滑油进入联轴器内部冲洗，有磨损的外齿套和内齿圈在带水的油泥杂质作用下发生锈蚀最终导致联轴器失效，见图4红棕色物质。
　　图3 齿式联轴器图纸 图4 外齿套表面红棕色物质